Question

如圖所示，空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場。在該區(qū)域中，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球。O點為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個點，a點為最高點，c點為最低點，b、O、d三點在同一水平線上。已知小球所受電場力與重力大小相等�，F將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放，下列判斷正確的是

A．小球能越過d點并繼續(xù)沿環(huán)向上運動

B．當小球運動到c點時，所受洛倫茲力最大

C．小球從d點運動到b點的過程中，重力勢能減小，電勢能增大

D．小球從b點運動到c點的過程中，電勢能增大，動能先增大后減小

Answer 1

D

解析試題分析：電場力與重力大小相等，則二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故類似于新的重力，所以ad弧的中點相當于平時豎直平面圓環(huán)的“最高點”．關于圓心對稱的位置（即bc弧的中點）就是“最低點”，速度最大．由于a、d兩點關于新的最高點對稱，若從a點靜止釋放，最高運動到d點，故A錯；由于bc弧的中點相當于“最低點”，速度最大，當然這個位置洛倫茲力最大．故B錯；從a到b，重力和電場力都做正功，重力勢能和電勢能都減少．故C錯；小球從b點運動到c點，電場力做負功，電勢能增大，但由于bc弧的中點速度最大，所以動能先增后減．D正確．
考點：考查了粒子在復合場中的運動，
點評：該題要求同學們能夠根據受力分析找出做圓周運動新的最高點和最低點，再根據豎直平面內的圓周運動的知識解題，難度較大．